Среда разработки проекта компьютерной части системы автоматики.

2.2.1. Структура проекта Трейс Моде. Основные элементы.

2.2.2. Узел RTM.

2.2.3. Узел Embedded.

2.2.4. Компонент проекта Источник/Приемники.

2.2.1. Структура проекта Трейс Моде. Основные элементы.

Первая часть Trace Mode - среда разработки (СР) или Редактор проекта (РП) компьютерной части системы автоматики предназначена для проектирования системуправления (АСУТП и АСУП).

Запуск Трейс Моде: ярлык на рабочем столе или Пуск - Все программы – Trace Mode 6 (base) - Trace Mode 6 IDE 6 (base) или двойным щелчком по файлу tmdevenv. exe в папке C: \Program Files\AdAstra Research Group\Trace Mode IDE 6 Base, куда помещена программа при установке.

После запуска Трейс Моде появляется экран (левая часть рисунка):

 

Рис.2.2.1.1. Графический интерфейс Редактора проекта Трейс Моде после запуска программы. Слева вверху окно позволяет открыть существующий, может быть еще незаконченный проект, или начать новый. Панель Навигатора проекта, если она скрыта, вызывается из меню Вид. Навигатор позволяет просмотреть содержимое проекта. С правой части окна Трейс Моде расположено рабочее поле, на котором может располагаться несколько вкладок, на которых производится построение мнемосхем, отображаются свойства элементов проекта, и отображается поле для построения математических моделей, в виде структурных схем или текстов программ.

Справа снимок того же экрана Трейс моде, показывающий как можно выбрать тип проекта из настроек Интегрированной среды (ИС).

 

Для начала ознакомления со структурой проекта системы управления в Трейс Моде, обратим внимание на два основных вида виртуальных систем, так называемых узлов проекта, отображаемых в Навигаторе Трейс Моде: RTM и Embedded, а также на компонент проекта Источники/Приемники.

Первый вид узлов RTM (real time monitor), соответствует компьютерам АРМ (автоматизированных рабочих мест операторов).

Компоненты узла второго вида, Embedded (в переводе: embedded computer system - система управления со встроенной ЭВМ), осуществляют управление на низовом уровне, т.е. как непосредственное, так и посредством ПЛК (PLC - программируемых логических контроллеров), управление, как дискретное, так и непрерывное объектами управления.

Каждый узел проекта запускается своим монитором реального времени на отдельном компьютере: узел RTM запускается МРВ АРМ, а узел Embedded на том компьютере, который непосредственно управляет участком.

Компонент проекта Источник/Приемники позволяет отобразить в Навигаторе проекта и установить связь узлов RTM и Embedded, т.е. компьютера АРМ и PC - based контроллеров с внешними устройствами, в том числе с теми, которыми управляют PC – based контроллеры и PLC - (программируемые логические контроллеры) посредством специальных физических модулей, печатных плат, карт связи, которыми компонент осуществляет управление с помощью соответствующих драйверов этих модулей. Кроме того, в компоненте имеется набор встроенных генераторов стандартных сигналов для эмуляции, замены реальных источников виртуальными, что может потребоваться при отладке проекта.

 

Общее представление о взаимосвязях компонентов проекта Трейс Моде и физическими устройствами систем управления дает рисунок:

Рис.2.2.1.2. Навигатор проекта из примера Справки Трейс Моде 6 Быстрый старт 2. Основные элементы проекта: узел RTM_1, функции которого выполняет персональный компьютер оператора, т.е. компьютер АРМ. Узел RTM ответственен за работу с виртуальной частью системы управления и контроля. Он связан с объектами управления как напрямую посредством модулей связи, так и опосредовано, через встроенный (embedded) компьютер. Компоненты узла EmbeddedRTM_2, в состав которого входит специализированный компьютер (PC - based компьютер) осуществляют непосредственное управление отдельными технологическими аппаратами и участками. Компонент (структурный элемент проекта) Источники/Приемники Системы отвечает за связь с внешними, физическими элементами технологического процесса и осуществляет ее посредством управления специальными модулями, платами сопряжения, подключенными в компьютеру и к внешним устройствам (датчикам, микроконтроллерам и исполнительный устройствам).

Кроме того, компонент проекта Источники/Приемники содержит несколько встроенных генераторов сигналов, которые могут быть использованы для имитации сигналов внешних устройств.

Узел RTM

Реализация виртуальной части системы управления.

Первый вид узлов, узлы RTM (real time monitor), соответствует компьютерам АРМ (автоматизированных рабочих мест операторов). Например:

Рис.2.2.2.1. Автоматизированное рабочее место оператора, т.е. диспетчера (Узел RTM в Трейс Моде, это компьютер, работающий под управлением операционной системы, например, Windows XP, на котором запущен МРВ, Монитор реального времени) в процессе проектирования соединяется линиями связи с программируемыми логическими контроллерами (PLC - ПЛК) и PC-based контроллерами, которые непосредственно и осуществляют управление технологическими объектами, работу которых оператор может контролировать и в работу которых он может вмешаться. Кроме того, АРМ может посылать с помощью GSM - модема сообщения на сотовый телефон, например, об аварии, а также вести базу данных, сохраняя информацию о ходе технологических процессов и состоянии системы управления в базу данных (СУБД MS Access).

 

Вид окна Трейс Моде с загруженным проектом таков:

Рис.2.2.2.2. Снимок экрана примера Редактора проекта из библиотеки проектов Трейс Моде (C: \Program Files\AdAstra Research Group\Trace Mode IDE 6 Base\DEMO\avt.prj - Переработка нефтепродуктов). Сверху и в левой части показаны основные элементы управления Редактора проекта, в частности для рисования статичных и динамических рисунков на мнемосхеме, и отображения структуры проекта. В левом поле Навигатора проекта показан узел (персональный компьютер) RTM_1, а также его содержимое, т.н. каналы (Экраны, Печь,...), из которых выделен канал Экраны. Поэтому содержимое этого канала показано в правом поле Навигатора проекта (Главный экран, Печь 3, Колонна К2, ..., все это мнемосхемы). Открыто два экземпляра Навигатора проекта, один под другим, чтобы можно было осуществлять автопривязку переменных из одного канала к элементам другого канала (например, чтобы по нажатию кнопки на одной из мнемосхем в МРВ (Мониторе реального времени) включался насос и это отображалось бы на другом экране).

 

В правой нижней четверти окна программы, на рабочем поле показана мнемосхема, построенная с помощью графического редактора Трейс Моде. Некоторые элементы мнемосхемы динамические - их параметры получили в процессе проектирования привязку к соответствующим переменным и поэтому отображают ход процесса и состояние элементов аппаратуры когда проект преобразуется к набору файлов, и запускается из Монитора реального времени.

В навигаторе проекта отображен т.н. " Узел" RTM_1, соответствующий компьютеру оператора (АРМ). Компьютер оператора, работающий под управлением программы МРВ (монитора реального времени) и выполняющий функции узла RTM_1 осуществляет отображение на экране мнемосхемы технологического процесса и сохраняет в особых документах ход протекания процесса, позволяя оператору контролировать процесс и управлять им. Кроме того, компьютер RTM_1 осуществляет выработку управляющих сигналов и величин в соответствии с заранее созданными программами, осуществляя текущий контроль и непрерывное управление процессом.

Структурно узел RTM_1 состоит из т.н. каналов.

Канал в Трейс Моде это обращение (вызов, ссылка) с помощью именованной переменной (аргумента) к соответствующему виртуальному объекту, т.н. компоненту проекта, к которому может обращаться компьютер узла RTM_1, обмениваться с ними информацией. Попросту, канал это вспомогательное, не обязательное, промежуточное звено между переменной, например, температурой подшипников, и источником (датчиком) или приемником (например, виртуальным стрелочным прибором на мнемосхеме) ее значения.

Различают два типа каналов – INPUT и OUTPUT (Входной и Выходной). В общем случае каналы типа INPUT могут получать информацию от источников данных, каналы типа OUTPUT – посылать управляющие воздействия в приемники данных.

Компоненты проекта, это например:

- Экраны - графические мнемосхемы, на которые RTM_1 может выводить (отображать) значения переменных, получаемых из других узлов) и от которых получать команды оператора (например, при щелчках мышкой по виртуальным кнопкам;

- Программы - получают значения некоторых переменных и на их основе вычисляют и возвращают значения других переменных, например, вычисляют управляющее воздействие по получаемой ошибке регулирования в соответствии с ПИД - алгоритмом);

- Документы - в которых сохраняются отчеты о ходе процесса, например, в форме графиков зависимостей от времени;

- Связь с Базой Данных (сохранение разнообразной числовой информации о ходе технологического процесса);

- Пользователи (список пользователей Монитора реального времени, допущенных к работе с ним и права их доступа - Администратор, Оператор и т.п. );

- Каналы передачи чисел с плавающей десятичной точкой или. в шестнадцатеричной форме;

- Канал передачи текущего времени;

- Каналы, сообщающие о произошедшем событии (например, пожаре);

- Каналы вызова значения некоторой переменной и др.

Такие компоненты проекта как экраны, программы, связи с внешними реляционными СУБД и документы разрабатываются как шаблоны. Для связи шаблонов с атрибутами каналов используются аргументы. Вызов шаблонов в узлах проекта осуществляется с помощью специализированных каналов класса CALL (Вызов). Один шаблон может быть вызван многократно на разных узлах с передачей в аргументы различных атрибутов различных каналов. Допустимы связи между аргументами вызываемых шаблонов, если они заданы в рамках одного узла.

 

Примеры программ Трейс Моде.

Рис.2.2.2.3. Вид FDB - диаграммы (программы) Трейс Моде. Регулятор, реализующий закон управления ПДД. Математическая модель составляется из отдельных блоков библиотеки, аналогично построению структурных моделей в программах VisSim или Simulink.

Рис.2.2.2.4. Вид ST-программы Трейс Моде. Программа представляется в виде текста, содержащего операторы и пояснения.

 

Для передачи информации от одного элемента компонента, например от кнопки включения на одной из мнемосхем сигнала на включение насоса, при проектировании производится т.н. привязка этой кнопки к переменной, состояние которой непосредственно или с помощью промежуточного виртуального элемента (канала) передается по линии связи непосредственно управляющему устройству, которое и включает привод насоса, т.е. привод насоса привязывается к виртуальной кнопке. Привязка переменных в Трейс Моде осуществляется очень просто: путем перетаскивания соответствующей переменной на нужный канал прямо в Навигаторе проекта или с помощью специальных графических полей и окон.

Узел Embedded.

Компоненты узла второго вида, Embedded (в переводе: embedded computer system - система со встроенной ЭВМ), осуществляют управление на низовом уровне, т.е. непосредственное управление, как дискретное, так и непрерывное объектами управления. Например:

 

Рис.2.2.3.1. Узел Embedded, осуществляет управление внешними устройствами, или, в режиме имитатора, когда внешние устройства заменены их математическими моделями, управляет моделями.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: